Sediment Yield Modelling Considering Future Land use Change: Case Study of the Usuthu River Catchment in South Africa and Swaziland*

Afin d’élaborer un plan de développement intégré des ressources en eau, une prévision précise des taux de sédimentation dans un bassin versant est importante. Le modèle hydrologique réparti SHETRAN, sur une base physique, a été appliqué à un sous-bassin de la rivière Usuthu, avec une surface totale de 3577 km², située en Afrique du Sud et au Swaziland. L’objectif de la modélisation est de prévoir les taux de sédimentation à long terme dans le bassin, en raison des évolutions d’exploitation des sols (déforestation et augmentation des terres arables). Le modèle simule les processus de transport de sédiment par les précipitations et l’écoulement, en utilisant des données journalières. Les principales données en entrée de ce modèle comprennent des données spatiales, des propriétés physiques et des données météorologiques dans le bassin. Le modèle a été étalonné la première fois par rapport aux écoulements observés, puis l’étalonnage du transport des sédiments a été effectué pour la même période. Après avoir obtenu des résultats satisfaisants, la simulation des charges en sédiments à été réalisée pour une période de 32 ans. Le taux de sédimentation maximum pour le scénario actuel de développement a été trouvé dans le bassin central pour 905 t /km².a, alors qu’un taux relativement faible (74 t/km².a) a été identifié dans le bassin supérieur. Le taux moyen de sédimentation en sortie du bassin est de 304 t/km².a.

Les évolutions futures d’exploitation des sols et les impacts sur les taux de sédimentation ont été également évalués. Les images satellites montrent que le taux récent de déforestation est de 2 % par an. Il faut également à ce que la population africaine double entre 2010 et 2015, entraînant d’autres dégradations des sols. Le taux de sédimentation simulé pour l’année 2070 est de 412 t/km².a (1,5 million t/a). La déforestation attendue dans le futur et l’augmentation induite des terres arables pourraient donc accroître le taux de sédimentation de 36 % pour l’année 2070. Le taux de sédimentation futur réel pourrait cependant être supérieur en raison des changements climatiques.

La modélisation pointue présentée dans cet article peut être utilisée pour cartographier les taux de sédimentation pour des scénarios actuels et futurs de développement, pouvant être utilisés pour l’entretien des sols et préparer les futurs ouvrages pour les ressources en eau, notamment nouveaux barrages.